RU203146U1

RU203146U1 - GAMMA ACTIVATION ANALYSIS DEVICE

Info

Publication number: RU203146U1
Application number: RU2021101507U
Authority: RU
Inventors: Михаил Игнатьевич Демский; Андрей Геннадьевич Пестерев; Владимир Владимирович Гостило; Наталья Владиславовна Ефремова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Корад"
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-03-23

Abstract

Полезная модель относится к устройству гамма-активационного анализа Устройство содержит радиационную защиту, ускоритель электронов с мишенью ускорителя, установленный внутри радиационной защиты, и спектрометр гамма-излучения, прикрепленный снаружи к радиационной защите. Каналы для подачи подлежащего анализу образца под действием силы тяжести к мишени ускорителя и от мишени ускорителя к спектрометру выполнены изогнутыми, причем указанные каналы имеют два изгиба и снабжены заслонками, открывающимися только при выключенном ускорителе. Техническим результатом является уменьшение габаритов устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to a gamma-activation analysis device. The device contains a radiation shield, an electron accelerator with an accelerator target installed inside the radiation shield, and a gamma-ray spectrometer attached to the outside of the radiation shield. The channels for feeding the sample to be analyzed under the action of gravity to the accelerator target and from the accelerator target to the spectrometer are made curved, and these channels have two bends and are equipped with shutters that open only when the accelerator is turned off. The technical result is to reduce the size of the device. 4 c.p. f-ly, 2 dwg.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬTECHNICAL FIELD OF USEFUL MODEL

Полезная модель относится к устройствам для осуществления ядерно-физических методов определения содержания элементов в различных природных и техногенных материалах и объектах окружающей среды, в частности, к устройству гамма-активационного анализа образцов, например, для определения содержания золота.The utility model relates to devices for the implementation of nuclear-physical methods for determining the content of elements in various natural and man-made materials and environmental objects, in particular, to a device for gamma activation analysis of samples, for example, to determine the gold content.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Активационный анализ представляет собой метод определения состава вещества, основанный на активации атомных ядер и исследовании радиоактивного излучения, возникающего вследствие изменения нуклонного состава или энергетического состояния ядер. В ходе анализа образец облучается потоком нейтронов, гамма-квантов, протонов или других частиц (осуществляется активация образца). В результате ядерных реакций часть ядер в образце превращается в радиоактивные или возбужденные. Идентификация элементов и количественный анализ состава образца производятся путем измерения интенсивности и энергии излучений возбужденных ядер, а также по периоду полураспада радиоактивных ядер.Activation analysis is a method for determining the composition of a substance based on the activation of atomic nuclei and the study of radioactive radiation arising from a change in the nucleon composition or energy state of nuclei. During the analysis, the sample is irradiated with a flux of neutrons, gamma quanta, protons or other particles (the sample is activated). As a result of nuclear reactions, some of the nuclei in the sample become radioactive or excited. The identification of the elements and the quantitative analysis of the composition of the sample are carried out by measuring the intensity and energy of the radiation of excited nuclei, as well as by the half-life of radioactive nuclei.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) настоящей полезной модели рассматривается известная из SU 533260 А1 установка для активационного анализа, содержащая источник активации, кассетное устройство для контейнеров с анализируемыми образцами, блок облучения, блок мониторирования, систему транспортировки образцов, регистрирующее устройство, устройство обработки информации и блок управления. Кассетное устройство выполнено в виде размещенных по высоте на разных уровнях двух сменных кассет - выдающей и приемной, выполненных в виде поворотных цилиндрических барабанов с вертикальными каналами, в которых в определенной последовательности расположены контейнеры с анализируемыми образцами и эталонами. Выдающая кассета, расположенная в верхней части установки, соединена наклонным желобом для транспортировки контейнеров с платформой автоматического весового устройства, выход которого соединен с устройством обработки информации, указанная платформа соединена наклонным или вертикальным каналом с системой транспортировки в блок облучения, измерительное устройство и в приемную кассету, с возможностью заполнения контейнерами по мере проведения анализа в том порядке, в котором они находятся в выдающей кассете. Данная установка позволяет повысить производительность анализа образцов. As the closest analogue (prototype) of the present utility model, an installation for activation analysis known from SU 533260 A1 is considered, containing an activation source, a cassette device for containers with analyzed samples, an irradiation unit, a monitoring unit, a sample transport system, a recording device, an information processing device and a control unit. The cassette device is made in the form of two replaceable cassettes located in height at different levels - the dispensing and receiving ones, made in the form of rotary cylindrical drums with vertical channels, in which containers with analyzed samples and standards are located in a certain sequence. The dispensing cassette, located in the upper part of the installation, is connected by an inclined chute for transporting containers with a platform of an automatic weighing device, the output of which is connected to an information processing device, said platform is connected by an inclined or vertical channel with a transport system to the irradiation unit, measuring device and to the receiving cassette, with the possibility of filling containers as the analysis is carried out in the order in which they are in the dispensing cassette. This setup allows you to increase the productivity of sample analysis.

Вышеуказанная известная установка содержит систему транспортировки, имеющую вертикальный канал для транспортировки контейнеров в блок облучения, измерительное устройство и в приемную кассету. Указанный канал содержит длинную прямую часть канала. По расчетам автора настоящей полезной модели, для обеспечения надлежащей защиты от излучения прямая часть канала, по которому происходит транспортировка контейнеров, должна иметь длину около 5 метров. Как следствие, установка должна иметь большую высоту. Кроме того, высота установки дополнительно увеличивается из-за того, что ее конструкция подразумевает использование двух сменных кассет, выдающей и приемной, размещенных по высоте на разных уровнях над и под системой транспортировки, а также источника активации, расположенного в защитном корпусе между кассетами. Такая установка может занимать три этажа здания. Необходимость использования большого количества материала для изготовления защитного корпуса, через который проходит прямая часть канала для транспортировки, и необходимость наличия большого количества свободного пространства для размещения сменных кассет и источника активации в защитном корпусе приводит к большим расходам на изготовление и использование установки.The above known installation comprises a transport system having a vertical channel for transporting containers to an irradiation unit, a measuring device and to a receiving cassette. The specified channel contains a long straight part of the channel. According to the calculations of the author of this utility model, in order to ensure adequate protection against radiation, the straight part of the channel through which the containers are transported should have a length of about 5 meters. As a consequence, the installation must have a high height. In addition, the installation height is additionally increased due to the fact that its design implies the use of two replaceable cassettes, dispensing and receiving, located in height at different levels above and below the transportation system, as well as an activation source located in a protective case between the cassettes. Such an installation can occupy three floors of a building. The need to use a large amount of material for the production of the protective housing, through which the direct part of the channel for transportation passes, and the need for a large amount of free space to accommodate replaceable cassettes and an activation source in the protective housing, leads to high costs for the manufacture and use of the installation.

Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании более компактного устройства гамма-активационного анализа, имеющего уменьшенные габариты по сравнению с известной установкой, что позволит снизить расходы на изготовление и использование устройства.The technical problem to be solved by the present utility model is to create a more compact device for gamma activation analysis, having reduced dimensions in comparison with the known installation, which will reduce the cost of manufacturing and using the device.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF THE USEFUL MODEL

Для решения вышеуказанной проблемы согласно настоящей полезной модели предлагается устройство гамма-активационного анализа, содержащее радиационную защиту, ускоритель электронов с мишенью ускорителя, установленный внутри радиационной защиты, и спектрометр гамма излучения, прикрепленный снаружи к радиационной защите, отличающееся тем, что содержит изогнутые каналы для подачи подлежащего анализу образца под действием силы тяжести к мишени ускорителя и от мишени ускорителя к спектрометру, причем указанные каналы имеют два изгиба и снабжены заслонками, открывающимися только при выключенном ускорителе.To solve the above problem, according to the present invention, a gamma-activation analysis device is proposed, comprising a radiation shield, an electron accelerator with an accelerator target installed inside the radiation shield, and a gamma-ray spectrometer attached to the outside of the radiation shield, characterized in that it contains curved channels for supplying the sample to be analyzed under the action of gravity to the accelerator target and from the accelerator target to the spectrometer, and these channels have two bends and are equipped with shutters that open only when the accelerator is turned off.

Отличием заявляемого устройства от известной установки является наличие изогнутых каналов, по которым образцы перемещаются к мишени ускорителя и от мишени к спектрометру и которые имеют два изгиба и снабжены заслонками, открывающимися только при выключенном ускорителе. При обеспечении надлежащей защиты от излучения указанные каналы имеют длину не более чем 1,5 метра, что позволяет значительно уменьшить размеры устройства.The difference between the proposed device and the known installation is the presence of curved channels along which the samples move to the accelerator target and from the target to the spectrometer and which have two bends and are equipped with shutters that open only when the accelerator is turned off. Provided adequate protection against radiation, these channels are no more than 1.5 meters long, which can significantly reduce the size of the device.

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в уменьшении габаритов устройства и снижении стоимости его изготовления и использования. The technical result achieved by the utility model consists in reducing the dimensions of the device and reducing the cost of its manufacture and use.

Устройство согласно полезной модели может содержать механизм подачи и извлечения образца, прикрепленный снаружи к радиационной защите.The device according to the invention may comprise a sample feeding and retrieval mechanism attached to the outside of the radiation shield.

Механизм подачи и извлечения образца позволяет дополнительно уменьшить высоту устройства. В отличие от известной установки, содержащей две сменные кассеты, выдающую и приемную, размещенные по высоте на разных уровнях над и под системой транспортировки, механизм подачи и извлечения образца может быть расположен на одном уровне с изогнутыми каналами, так что устройство может полностью размещаться на одном этаже здания.The sample feeding and retrieval mechanism allows to further reduce the height of the device. In contrast to the known installation containing two replaceable cassettes, dispensing and receiving, placed in height at different levels above and below the transport system, the mechanism for feeding and extracting the sample can be located at the same level with the curved channels, so that the device can be completely placed on one floor of the building.

Устройство согласно полезной модели может содержать подъемный механизм для подъема образца от спектрометра к механизму подачи и извлечения образца для повторного облучения и анализа или для извлечения образца из устройства.The device according to the invention may comprise a lifting mechanism for lifting the sample from the spectrometer to the mechanism for feeding and removing the sample for re-irradiation and analysis, or for removing the sample from the device.

Подъемный механизм позволяет дополнительно уменьшить высоту устройства, поскольку при его использовании механизм подачи и извлечения образца может быть выполнен более компактным. А именно, часть механизма подачи и извлечения образца, отвечающая за извлечение образца, то есть его перемещение из устройства к участку выгрузки измеренных образцов, может быть расположена ближе по высоте к части механизма подачи и извлечения образца, отвечающей за подачу образца, то есть его перемещение от участка загрузки подлежащих измерению образцов в устройство.The lifting mechanism allows the device to be further reduced in height since it can be used to make the feeding and retrieval mechanism more compact. Namely, the part of the sample feed and extraction mechanism responsible for the sample extraction, that is, its movement from the device to the area for unloading the measured samples, can be located closer in height to the part of the sample feed and extraction mechanism responsible for the sample supply, that is, its movement from the loading area of the samples to be measured into the device.

Устройство согласно полезной модели может содержать средство вращения образца при нахождении образца в зоне облучения. The device according to the invention may comprise means for rotating the sample when the sample is in the irradiation zone.

Устройство согласно полезной модели может содержать второй спектрометр.The device according to the invention may comprise a second spectrometer.

Далее признаки и преимущества предлагаемого устройства гамма-активационного анализа описаны более подробно на примере вариантов осуществления полезной модели, раскрытых со ссылками на прилагаемые чертежи.Further, the features and advantages of the proposed device for gamma activation analysis are described in more detail using the example of embodiments of the invention disclosed with reference to the accompanying drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

На фиг.1 показан общий вид устройства согласно полезной модели.Figure 1 shows a general view of the device according to the invention.

На фиг.2 показан вид в разрезе части устройства, иллюстрирующий выполнение изогнутых каналов.Figure 2 is a sectional view of a portion of the device illustrating the design of curved channels.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF THE USEFUL MODEL

На фиг.1 показан частный вариант осуществления устройства гамма-активационного анализа согласно полезной модели. Аналогично решениям предшествующего уровня техники, устройство гамма-активационного анализа содержит радиационную защиту 1 (показана ее часть, в которой выполнены изогнутые каналы), ускоритель 2 электронов с мишенью 3 ускорителя и спектрометр 4 гамма излучения.Figure 1 shows a particular embodiment of a gamma activation analysis device according to the invention. Similar to the solutions of the prior art, the gamma-activation analysis device comprises a radiation shield 1 (its part is shown in which curved channels are made), an electron accelerator 2 with an accelerator target 3 and a gamma-ray spectrometer 4.

Радиационная защита 1 является компонентом, с которым посредством сборочных операций с использованием известных средств крепления соединены остальные части устройства гамма-активационного анализа согласно полезной модели. Радиационная защита выполнена разборной, благодаря чему обеспечивается простота перемещения и установки устройства, так как оно может быть перемещено при помощи нескольких грузовых автомобилей и установлено на временном незаглубленном фундаменте. Внутри радиационной защиты 1 установлен ускоритель 2 электронов с мишенью 3 ускорителя, предназначенный для облучения анализируемого образца. Соответственно, радиационная защита 1 обеспечивает защиту людей от гамма-излучения, генерируемого ускорителем 2 для облучения анализируемого образца, путем экранирования ускорителя 2, установленного внутри радиационной защиты 1. Для изготовления радиационной защиты 1 могут быть использованы материалы, обеспечивающие при выбранной толщине радиационной защиты 1 эффективное поглощение гамма-излучения. Например, в качестве таких материалов применимы тяжелые металлы типа вольфрама, свинца, стали, чугуна и т.д. Радиационная защита 1 может быть выполнена в виде однослойного или многослойного экрана из одного или различных подходящих материалов. В частности, в настоящей полезной модели для обеспечения надлежащей защиты от рассеянного излучения достаточно обеспечить толщину радиационной защиты 1 в направлении пучка электронов 1000 мм.Radiation protection 1 is a component with which the remaining parts of the gamma-activation analysis device according to the invention are connected by means of assembly operations using known fastening means. The radiation shielding is collapsible, which makes it easy to move and install the device, since it can be moved with the help of several trucks and installed on a temporary unburied foundation. Inside the radiation shield 1, an electron accelerator 2 with an accelerator target 3 is installed, intended for irradiation of the analyzed sample. Accordingly, radiation protection 1 protects people from gamma radiation generated by the accelerator 2 for irradiation of the analyzed sample by shielding the accelerator 2 installed inside the radiation protection 1. For the manufacture of radiation protection 1, materials can be used that provide an effective absorption of gamma radiation. For example, heavy metals such as tungsten, lead, steel, cast iron, etc. are applicable as such materials. The radiation shield 1 can be made in the form of a single-layer or multi-layer shield made of one or different suitable materials. In particular, in the present utility model, in order to ensure adequate protection against scattered radiation, it is sufficient to provide the thickness of the radiation protection 1 in the direction of the electron beam 1000 mm.

Ускоритель 2 представляет собой линейный ускоритель электронов, оснащенный соответствующей мишенью 3 (мишень-конвертор), позволяющий генерировать направленное тормозное гамма излучение. В качестве ускорителя 2 может быть использован, например, линейный ускоритель электронов с энергией 6-10 МэВ и мощностью пучка до 10 кВт или другой известный линейный ускоритель электронов, имеющий подходящие габариты и мощность.Accelerator 2 is a linear electron accelerator equipped with a corresponding target 3 (target-converter), which makes it possible to generate directional bremsstrahlung gamma radiation. The accelerator 2 can be used, for example, a linear electron accelerator with an energy of 6-10 MeV and a beam power of up to 10 kW or another known linear electron accelerator having suitable dimensions and power.

Снаружи радиационной защиты 1 расположен детектор, прикрепленный к радиационной защите, в частности, спектрометр 4 гамма излучения, предназначенный для измерения активности облученного образца. Спектрометр 4 может представлять собой, например, спектрометр на основе ОЧГ, сцинтилляционный спектрометр и т.п. Для анализа полученных спектров и обработки результатов измерений могут применяться многоканальные анализаторы, микропроцессоры, ЭВМ или другие подходящие вычислительные средства.Outside the radiation shielding 1 there is a detector attached to the radiation shielding, in particular a gamma spectrometer 4 for measuring the activity of the irradiated sample. The spectrometer 4 may be, for example, an HPGe spectrometer, a scintillation spectrometer, and the like. To analyze the obtained spectra and process the measurement results, multichannel analyzers, microprocessors, computers or other suitable computing means can be used.

В радиационной защите 1 выполнены изогнутые каналы 5, снабженные заслонками 6. Каналы могут представлять собой, например, прямоугольные каналы, имеющие толщину 60 на 110 мм. Канал, ведущий к мишени 3 ускорителя 2, может иметь длину 1100 мм до первого изгиба, 500 мм до второго изгиба и 200 мм после второго изгиба. Канал, ведущий от мишени 3 ускорителя 2, может иметь длину 100 мм до первого изгиба, 200 мм до второго изгиба и 1200 мм от второго изгиба. В любом случае, высота каналов должна не менее чем на 10% превышать диаметр контейнеров с образцами, а ширина на не менее чем на 10% превышать толщину контейнеров с образцами. В проиллюстрированном варианте осуществления полезной модели каналы имеют два изгиба, однако в других вариантах осуществления каналы могут иметь более двух изгибов. Для уменьшения толщины заслонок 6 каналы 5 изогнуты таким образом, что перед выходом за пределы радиационной защиты 1 рассеянное тормозное излучение должно не менее двух раз отразиться от стенок каналов 5. Угол α изгиба каналов (показан на фиг. 2) составляет в данном варианте осуществления 110°. Однако каналы могут быть выполнены с другими углами изгиба, позволяющими обеспечить отражение не менее двух раз тормозного излучения от стенок каналов 5. In the radiation shield 1, curved channels 5 are made, provided with shutters 6. The channels can be, for example, rectangular channels having a thickness of 60 by 110 mm. The channel leading to the target 3 of the accelerator 2 can have a length of 1100 mm before the first bend, 500 mm before the second bend and 200 mm after the second bend. The channel leading from the target 3 of the accelerator 2 may have a length of 100 mm before the first bend, 200 mm before the second bend and 1200 mm from the second bend. In any case, the height of the channels should be at least 10% greater than the diameter of the sample containers, and the width by at least 10% greater than the thickness of the sample containers. In the illustrated embodiment of the invention, the channels have two bends, however, in other embodiments, the channels may have more than two bends. To reduce the thickness of the shutters 6, the channels 5 are bent in such a way that, before leaving the radiation protection 1, the scattered braking radiation must be reflected at least twice from the walls of the channels 5. The bending angle α of the channels (shown in Fig. 2) is 110 in this embodiment. °. However, the channels can be made with other bending angles to ensure that the bremsstrahlung radiation is reflected at least twice from the walls of the channels 5.

Заслонки 6 установлены вблизи наружной поверхности радиационной защиты 1 и ослабляют рассеянное излучение после двух отражений от стенок каналов. Заслонки могут быть выполнены из тяжелых металлов типа вольфрама, свинца, стали, чугуна и т.д.The dampers 6 are installed near the outer surface of the radiation shield 1 and attenuate the scattered radiation after two reflections from the channel walls. The dampers can be made of heavy metals such as tungsten, lead, steel, cast iron, etc.

Устройство гамма-активационного анализа согласно полезной модели содержит механизм 7 подачи и извлечения образца, прикрепленный снаружи к радиационной защите 1. В данном варианте осуществления полезной модели механизм 7 подачи и извлечения образца представляет собой ленточный транспортер, однако он также может представлять собой любой другой подходящий механизм, позволяющий обеспечить перемещение образца между участком загрузки образцов, изогнутыми каналами 5, детектором спектрометра 4 и участком выгрузки измеренных образцов. В проиллюстрированном варианте осуществления механизм 7 подачи и извлечения образца представляет собой механизм, состоящий из двух ленточных транспортеров, транспортера 8 подачи образца и транспортера 9 извлечения образца. Транспортер 8 подачи образца предназначен для подачи образцов из участка загрузки образцов (не показан) к верхнему изогнутому каналу. Транспортер 9 извлечения образца предназначен для возврата проанализированных образцов из устройства на участок выгрузки измеренных образцов (не показан).The gamma activation analysis device according to the invention comprises a sample feeding and retrieval mechanism 7 attached to the outside of the radiation shield 1. In this embodiment of the invention, the sample feeding and retrieval mechanism 7 is a belt conveyor, but it can also be any other suitable mechanism. , allowing to ensure the movement of the sample between the sample loading area, curved channels 5, the spectrometer detector 4 and the measured samples unloading area. In the illustrated embodiment, the sample feeding and retrieval mechanism 7 is a mechanism composed of two belt conveyors, a sample feeding conveyor 8, and a sample retrieval conveyor 9. The sample supply conveyor 8 is designed to supply samples from the sample loading area (not shown) to the upper curved channel. The conveyor 9 for retrieving the sample is designed to return the analyzed samples from the device to the area for unloading the measured samples (not shown).

Устройство гамма-активационного анализа согласно полезной модели содержит подъемный механизм 10 для подъема образца после анализа от спектрометра 4 к механизму 7 подачи и извлечения образца для повторного облучения и анализа или к транспортеру 9 извлечения образца для извлечения образца из устройства.The device for gamma activation analysis according to the invention comprises a lifting mechanism 10 for lifting the sample after analysis from the spectrometer 4 to the mechanism 7 for feeding and removing the sample for re-irradiation and analysis or to the conveyor 9 for removing the sample to extract the sample from the device.

Устройство гамма-активационного анализа согласно полезной модели содержит средство 11 вращения образца при нахождении образца в зоне облучения напротив мишени 3 ускорителя. Средство 11 вращения образца обеспечивает вращение образца в одной или нескольких плоскостях так, чтобы при многократном прохождении образца через зону облучения гамма излучение проникало в образец с разных сторон образца. Средство 11 вращения образца может представлять собой, например, смонтированный внутри или снаружи радиационной защиты электромотор с механизмом передачи вращения образцу, когда образец находится в зоне облучения, например с помощью электромагнита.The device for gamma activation analysis according to the invention comprises means 11 for rotating the sample when the sample is in the irradiation zone opposite the target 3 of the accelerator. The sample rotation means 11 rotates the sample in one or more planes so that when the sample passes through the irradiation zone multiple times, gamma radiation penetrates the sample from different sides of the sample. The sample rotation means 11 can be, for example, an electric motor mounted inside or outside the radiation shield with a mechanism for transferring rotation to the sample when the sample is in the irradiation zone, for example by means of an electromagnet.

Устройство гамма-активационного анализа согласно полезной модели дополнительно содержит второй спектрометр 4 (не показан), расположенный вблизи первого спектрометра, например расположенный напротив первого спектрометра с другой стороны измеряемого образца.The device for gamma activation analysis according to the invention further comprises a second spectrometer 4 (not shown) located near the first spectrometer, for example, located opposite the first spectrometer on the other side of the sample to be measured.

Далее со ссылкой на фиг.1 описан принцип функционирования устройства гамма-активационного анализа согласно полезной модели. Next, with reference to Fig. 1, the principle of operation of the gamma activation analysis device according to the invention is described.

Физической основой метода определения содержания золота в руде является применение ядерной реакции активации ядер золота фотонами тормозного излучения ускорителя электронов, например линейного ускорителя электронов с энергией 8 МэВ:The physical basis of the method for determining the gold content in ore is the use of a nuclear reaction of activation of gold nuclei by photons of bremsstrahlung of an electron accelerator, for example, a linear electron accelerator with an energy of 8 MeV:

Au-197+ g=Au-197m Au-197 + g = Au-197m

Регистрация излучения с энергией 279 кэВ изомера Au-197m, имеющего период полураспада 7,5 секунд, позволяет определить содержание золота в руде. Количественный анализ осуществляется путем сравнения уровня излучения изомера Au-197m в эталонном образце с известным содержанием золота и излучения изомера Au-197m в анализируемом образце. Зависимость излучения Au-197m от содержания золота - линейная.The detection of radiation with an energy of 279 keV of the Au-197m isomer, which has a half-life of 7.5 seconds, makes it possible to determine the gold content in the ore. Quantitative analysis is carried out by comparing the emission level of the Au-197m isomer in a reference sample with a known gold content and the emission of the Au-197m isomer in the analyzed sample. The dependence of the Au-197m radiation on the gold content is linear.

Для проведения анализа образец анализируемой руды, представляющий собой, например, измельченную до 2-3 мм золотосодержащую руду, подлежащую анализу на выявление содержания золота и сопутствующих элементов, укладывается в полиэтиленовый контейнер диаметром 100 мм и высотой 45 мм. Перед проведением анализа контейнер с образцом взвешивается на весах и на него наклеивается штрих-код с информацией о номере образца и его весе. Эта информация нужна для автоматической обработки результатов анализа. После этого контейнер с образцом подается по транспортеру 8 подачи из участка загрузки образцов к верхнему изогнутому каналу 5 и после открытия заслонки 6 скатывается по верхнему изогнутому каналу 5 под действием силы тяжести в зону облучения напротив мишени 3 ускорителя. Для облучения контейнер с образцом останавливается напротив мишени 3 ускорителя и вращается средством 11 вращения образца для обеспечения однородности распределения дозы в объеме контейнера. После облучения пучком электронов, исходящим от мишени 3 ускорителя, контейнер скатывается по нижнему изогнутому каналу 5 к спектрометру 4 для считывания наведенной активности, то есть для измерения спектра энергий облученного образца. Для защиты от рассеянного излучения на выходе верхнего и нижнего канала 5, вблизи наружной поверхности радиационной защиты 1, установлены заслонки 6, которые открываются при выключении ускорителя 2 электронов, причем ускоритель 2 электронов нельзя включить, если хотя бы одна из заслонок 6 открыта. После выполнения анализа контейнер с образцом поднимается от спектрометров 4 посредством подъемного механизма 10 либо к транспортеру 9 извлечения образца механизма 7 подачи и извлечения образца для его транспортировки в участок выгрузки измеренных образцов, либо обратно к верхнему изогнутому каналу 5 для повторного облучения и анализа. Решение о повторном облучении принимает компьютерная система управления, например при низком уровне сигнала в районе изомера золота. Контейнеры с образцами, анализируемыми повторно, чередуются в верхнем изогнутом канале 5 с контейнерами с образцами, анализируемыми первый раз, а система считывания штрих-кода контейнера, установленная на входе в изогнутый канал 5, информирует компьютерную систему управления о том, какой контейнер подается на облучение и анализ.For the analysis, a sample of the analyzed ore, which is, for example, crushed to 2-3 mm gold-bearing ore, subject to analysis to identify the content of gold and related elements, is placed in a polyethylene container with a diameter of 100 mm and a height of 45 mm. Before analysis, the container with the sample is weighed on the balance and a barcode with information about the sample number and its weight is glued onto it. This information is needed for automatic processing of analysis results. After that, the container with the sample is fed along the conveyor 8 of the supply from the sample loading area to the upper curved channel 5 and, after opening the shutter 6, rolls along the upper curved channel 5 under the action of gravity into the irradiation zone opposite the target 3 of the accelerator. For irradiation, the container with the sample is stopped opposite the target 3 of the accelerator and rotated by means 11 for rotating the sample to ensure uniform distribution of the dose in the volume of the container. After irradiation with an electron beam emanating from the target 3 of the accelerator, the container is rolled along the lower curved channel 5 to the spectrometer 4 to read the induced activity, that is, to measure the energy spectrum of the irradiated sample. To protect against scattered radiation at the exit of the upper and lower channel 5, near the outer surface of the radiation shield 1, shutters 6 are installed, which open when the electron accelerator 2 is turned off, and the electron accelerator 2 cannot be turned on if at least one of the shutters 6 is open. After performing the analysis, the container with the sample is lifted from the spectrometers 4 by means of the lifting mechanism 10 either to the conveyor 9 for removing the sample of the feeding mechanism 7 and removing the sample for transporting it to the area for unloading the measured samples, or back to the upper curved channel 5 for re-irradiation and analysis. The decision to re-irradiate is made by a computer control system, for example, when the signal level is low in the region of the gold isomer. The containers with the samples being re-analyzed are alternated in the upper curved channel 5 with the containers with the samples being analyzed for the first time, and the barcode reader of the container, installed at the entrance to the curved channel 5, informs the computer control system of which container is being supplied for irradiation. and analysis.

Время перемещения контейнера с образцом в зону облучения после считывания штрих-кода составляет 2 секунды, время облучения - 6-12 секунд, перемещения контейнера с образцом к спектрометру после облучения - 2 секунды, проведения анализа - 14-15 секунд, принятия решения о повторном облучении - 0,5 секунд. Таким образом, общее время одного анализа составляет около 30 секунд.The time for moving the container with the sample into the irradiation zone after reading the barcode is 2 seconds, the irradiation time is 6-12 seconds, the movement of the container with the sample to the spectrometer after irradiation is 2 seconds, the analysis is 14-15 seconds, and the decision on re-irradiation is made. - 0.5 seconds. Thus, the total time of one analysis is about 30 seconds.

Калибровка измерений осуществляется подачей в устройство эталонного образца с большим содержанием золота после каждых 10 контейнеров с образцами анализируемой руды.Calibration of measurements is carried out by feeding a reference sample with a high gold content into the device after every 10 containers with samples of the analyzed ore.

На фиг.2 проиллюстрировано выполнение изогнутых каналов 5 в радиационной защите 1 устройства гамма-активационного анализа согласно полезной модели, причем изогнутые каналы 5 имеют угол α изгиба. Как показано на фиг.2, контейнер 12 с образцом зафиксирован фиксатором 13 в зоне облучения напротив мишени 3 ускорителя (показана на фиг. 1) так, что он может вращаться средством 11 вращения образца, верхняя заслонка 6 закрыта, а нижняя заслонка 6 открыта.Figure 2 illustrates the implementation of curved channels 5 in the radiation protection 1 of the device for gamma activation analysis according to the invention, and the curved channels 5 have a bending angle α. As shown in Fig. 2, the container 12 with the sample is fixed by the clamp 13 in the irradiation zone opposite the target 3 of the accelerator (shown in Fig. 1) so that it can be rotated by the sample rotation means 11, the upper shutter 6 is closed and the lower shutter 6 is open.

Раскрытые в данной заявке частные примеры осуществления полезной модели не являются ограничительными и допускают различные модификации, которые специалист в данной области техники сможет выполнить без выхода за рамки объема правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.The particular examples of the invention disclosed in this application are not restrictive and allow for various modifications that a person skilled in the art will be able to perform without going beyond the scope of the legal protection defined by the claims of the utility model.

Claims

1. A gamma-activation analysis device containing a radiation shield (1), an electron accelerator (2) with an accelerator target (3) installed inside the radiation shield (1), and a gamma-ray spectrometer (4) attached to the outside of the radiation shield ( 1), characterized in that it contains curved channels (5) for feeding the sample to be analyzed under the action of gravity to the target (3) of the accelerator and from the target (3) of the accelerator to the spectrometer (4) of gamma radiation, and these channels (5) have two bends and are equipped with flaps (6) that open only when the electron accelerator (2) is turned off.

2. A device according to claim 1, comprising a sample feeding and retrieval mechanism (7) attached externally to the radiation shield (1).

3. A device according to claim 2, comprising a lifting mechanism (10) for lifting the sample from the gamma spectrometer (4) to the mechanism (7) for supplying and removing the sample for re-irradiation and analysis, or for removing the sample from the device.

4. A device according to any one of claims 1 to 3, comprising means (11) for rotating the sample while the sample is in the irradiation zone.

5. An apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second gamma-ray spectrometer.